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二次離子�(zhì)譜儀
閱讀�14903時間�2011-07-14 14:57:46

  二次離子�(zhì)譜儀是用來檢測材料的一種儀器。它�采用�(zhì)譜技�(shù)分析表面原子層以確定表面元素組成和分子結(jié)�(gòu)。其特點是高靈敏度和�分辨��

基本�(jié)�(gòu)

  二次離子�(zhì)譜儀視其�(yīng)用之不同而有各種不同的型式,其基本構(gòu)造可分為下列四大部分�

 ?�?)照射激�(fā)用的一次離子束的離子槍�

 ?�?)以能量選擇由試品產(chǎn)生的二次離子能量過濾��

  �3)進行�(zhì)量選擇的�(zhì)譜儀�

  �4)放�、檢測經(jīng)�(zhì)量選擇後的二次離子檢測輸出信號�

組成

 ?�?� 離子�

 ?�?� 一次離子電�

 ?�?� 樣品�

 ?�?� 二次離子電鏡

 ?�?� 能譜儀

 ?�?� �(zhì)譜儀

 ?�?� 二次離子探測�

原理

  1. 利用聚焦的一次離子束在樣品表面上進行�(wěn)定的轟擊,一次離子可能受到樣品表面的背散�,也有部分進入樣品表面,這部分離子把能量傳遞給晶�,當(dāng)入射能量大于晶格對原子的束縛能是,部分原子脫離晶格向表面運動,并且產(chǎn)生原子間的級�(lián)碰撞,當(dāng)這一能量傳遞到表面,并且大于表面的束縛能�,促使表面原子脫離樣品,謂之濺射�

  2. 上述一次離子引�(fā)的濺射大部分為中性原子或分子,也有少量荷電集�,包括帶電離子、分�、原子團,按照荷�(zhì)比經(jīng)過質(zhì)譜分��

  3. 收集�(jīng)過質(zhì)譜分子的二次離子,可以得知樣品表面和體內(nèi)的元素組成和分布�

 

�(yōu)缺點

  二次離子�(zhì)譜儀分析的優(yōu)點:

 ?�?)偵測極限可� ppm,甚至到 ppb等級�

 ?�?)周期表上所有元素均可偵��

  �3)可以區(qū)分同位素�

 ?�?)可分析不導(dǎo)電試片;

 ?�?)縱深解析度一般為10 ~ 20 nm,達2 ~ 5 nm�

 ?�?)由分子離子的相對含量可得到化學(xué)狀�(tài)的訊��

 ?�?)側(cè)向解析度受一次離子束大小和二次離子束聚焦系統(tǒng)影響,在 20 nm ~ 1mm�

 ?�?)可用標準品� RSF 值作定量等�

  二次離子�(zhì)譜儀分析的缺點:

 ?�?)亦受質(zhì)量因素干��

 ?�?)離子產(chǎn)率受基質(zhì)影響�

 ?�?)離子產(chǎn)率變化大,可�106的差��

 ?�?)需要各種標準品來作定量�

 ?�?)需要平坦的表面進行分析�

 ?�?)屬破壞性分析技�(shù)等�

�(yīng)�

  二次離子�(zhì)譜儀的應(yīng)用很廣,偵測表面污染、氧�、還�、吸�、腐�、觸媒效�(yīng)、表面處理等動態(tài)分析之表面研究工作,尤其可作微量元素分布,因此在材料、化�(xué)、物理、冶金及電子方面之發(fā)�,使用者很多。二次離子質(zhì)譜儀不但可作表面及整體之分析,又可直接作影像觀察,其靈敏度及解析能力甚�,由最小的氫至原子量很大的元素均可偵測,尤其對于同位素的分析更是有��

  常見的研究應(yīng)用領(lǐng)域包括:表面研究:利用二次離子質(zhì)譜儀影像可以觀察試片表面所含有之元�,由適當(dāng)?shù)目v面元素之分析,可以了解污染之深度??v深元素分布:二次離子�(zhì)譜儀之縱深解析力�50A,而靈敏度�1017atouns/cm3,可利用二次離子�(zhì)譜儀研究�(jīng)擴散及離子布植後之不純物或同位素之縱深分布情�。結(jié)合離子布植技�(shù)在IC或其他半�(dǎo)元件之應(yīng)��

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